Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

VCO w ukladzie Colpittsa

kefear 20 May 2007 22:41 8054 45
  • #31
    kefear
    Level 10  
    No niby jest ok, tylko za Chiny Ludowe nie moge go przestroic na nizsze czestotliwosci :/ Dla napiec 1-10V Generuje pasmo 150-190MHz, a potrzebuje jakie 70MHz mniej :/

    Widmo przedstawiam w zalaczniku.
    Pozdrawiam

    P.S. Jesli ktos moglby to przesymulowac w spajsie to bylbym rad, bo juz powoli mi rece opadaja... W razie czego sluze schematem.
  • Helpful post
    #32
    User removed account
    Level 1  
  • #33
    Dykus
    Level 27  
    nemo07 wrote:
    Witam. Pozwole sobie na kilka wyjasnien do wczesniej poruszonych kwestii

    Skąd Ty ten post wyciągnąłeś? :) Przecież niedługo po "opublikowaniu" go usunąłem... :)

    nemo07 wrote:
    Jesli wezmiesz w rece idealna sinusoide i ja wygniesz w jakims miejscu, to w obrazie spektralnym tak odksztalconego sygnalu w miejsce pojedynczego prazka (f = Fo) pojawi sie cos w ksztalcie dzwonu (lub krzywej rezonansowej).

    O! I to jest konkretna informacja. Czyli nie tylko harmoniczne, ale coś bliżej prążka głównego. Pytanie tylko czy napewno i skąd się to bierze? Jak się zniekształci sinusoidę to powstają harmoniczne. Możemy zmodulować (AM, FM) - wtedy powstaną dodatkowe prążki. Ale dzwon - to tylko przy modulacji szumem... Coś się tu wg mnie nie zgadza.

    nemo07 wrote:
    Wspomniane chwilowe dewiacje fazy oscylatora, niezaleznie od mechanizmow, ktore wnosza do ich powstania, sa nazywane "szumami fazowymi"

    Z tym się nie zgodzę. Szum z definicji wiąże się z wartość przypadkową, chaotyczną. Tu zaś mamy okresowe (zawsze takie same) zmiany fazy zgodnie z sygnałem podstawowym. To może być błąd fazy, ale nie szum fazowy.
    Być może jest to modulacja FM (PM), gdzie sygnałem nośnym i modulującym jest sygnał generatora. Zgodnie z analizą matematyczną, w takim wypadku prążek odpowiadający funkcji Bessela I rzędu odpowiada (częstotliwościowo) drugiej harmonicznej (tzn. 2*fo), itd. Więc wokół prążka głównego nic się nie dzieje.

    nemo07 wrote:
    (pojecie wywodzi sie z technik syntezerow czestotliwosci na bazie PLL).

    Nie rozumiem też, dlaczego sporo osób wiąże szumy fazowe głównie z PLL? :) Fakt, tam ten problem jest szczególnie istotny (co wynika z zasady działania i wykorzystania PLL), ale owe szumy są w każdych innych generatorach (kwarcowe, LC) i nieraz dąży się w nich do uzyskania jak najmniejszych wartości. Sądzę, że problem był znany wcześniej, niż PLL (choć może nie tak istotny).

    nemo07 wrote:
    W ukladach przestrajania oscylatorow dazy sie natomiast do minimalizacji znieksztalcen na varicapie (czyt. szerokosci "kiecki" fazowej), czyli tzw. wysokiej czystosci spektralnej sygnalu.

    Tak, ale mimo to w niektórych krytycznych generatorach (heterodynach) spotkać można pojedyńczą diodę, zamiast dwóch. O ile mnie pamięć nie myli, to heterodyna z IC-746 (i nie tylko) przestrajana jest jedną diodą, a tam pewnie zadbali, by poziom szumów był mały. Inny przykład - generator sygnałowy Fluke, VCO (nawet dwa) jak na złośc - z jedną diodą. :) Jak to wytłumaczysz? Choć z drugiej strony - widziałem kawałek schematu przyrządu pomiarowego R&S i tam VCO było z całym szeregiem podwójnych diod...

    Czas przejrzeć literaturę pod kątem analizy nieliniowego kondensatora... Choć nie sądzę, abym znalazł tam coś odkrywczego. ;) Poza tym - nieliniowy kondensator to jedno, a generator z czymś takim to drugie. W najbliższym czasie nie zrobię jednak tego napewno - brak możliwości. Stąd myślałem, że ktoś (Quarz?) napisze coś z tego punktu widzenia...

    Póki co uważam, że powstają tylko sygnały harmoniczne.
  • #34
    User removed account
    Level 1  
  • #35
    Paweł Es.
    VIP Meritorious for electroda.pl
    W profesjonalnych rozwiązaniach nie stosuje się szerokopasmowego przestrajania VCO (ze względu na problemy z uzyskaniem "szerokozmiennej" pojemności i stabilności na granicach)

    Stosuje się raczej skokowe przełączanie zakresów i dostrajanie wewnątrz zakresu przy pomocy diody pojemnościowej.

    Widziałem takie rozwiązanie w profesjonalnym odbiorniku nasłuchowym
    produkcji szwedzkiej CR-90 który kiedyś miałem okazję reperować:

    http://www.kongsfjord.no/data_sheets/Standard...io%20&%20Telefon%20AB/CR90%20data%20sheet.pdf

    ma on strojenie PLL z rozdzielczością 1 Hz (!!!) w zakresie 10 kHz do 30 MHz.

    VCO pracuje w nim na częstotliwościach od 125.2 MHz do 155.2 MHz (czyli węższy zakres niż omawianego układu)

    W układzie LC VCO jest dioda pojemnościowa płynnego strojenia i 5 kondensatorów zakresowych włączanych bramkami diodowymi (w sumie są 32 podzakresy w paśmie 125-155 MHz i to o ile pamiętam lekko zachodzące na siebie).
    Całość pracuje w układzie syntezera PLL zrealizowanego na układach hybrydowych (na ceramicznej płytce naklejono chyba ze 14 struktur układów scalonych + ścieżki, całość zamknięta w metalowej złoconej puszce).
    Syntezer wybiera zakres pracy VCO i dostraja precyzyjnie częstotliwość
    diodą pojemnościową.

    Swoją drogą szczena mi opadła jak reperowałem ten odbiornik: schematy były datowane 1980, całość układu zrobiona na układach CMOS (u nas to była dopiero pieśń przyszłości) + kilka układów hybrydowych robionych na zamówienie, konstrukcja modułowa i co ciekawe szeregowa transmisja danych sterujących pomiędzy modułami a także wewnątrz (układy hybrydowe syntezera dostawały dane wejsciowe - częstotliwość - kodowane BCD w postaci szeregowej.
    Na prawdę piękny kawałek profesjonalnej inżynierskiej roboty.

    Wracając do tematu w tym układzie będzie cieżką uzyskać płynne przestajanie w zakresie 78-133 MHz (czyli 55 MHz).

    Dla tego mojego układu (i podanych wartości) to zakres pojemności strojącej (varikapu) powinien wynosić od:

    8,30 pF dla 138,03 MHz do 212pF dla 78 MHz

    Taki zakres jest trudno uzyskać nawet łącząc równolegle warikapy.
    (Jest (a raczej była) owszem dioda BB130 o zakresie regulacji 20pF-500pF ale jest ona przeznaczona do zakresu megahercowego i nie wiem czy zadziałała by poprawnie przy 78-133 MHz, do tego wymaga napięć strojących 6 do 28 V dla skorzystania z zakresu 20pF do 220 pF)

    Do tego dochodzi problem, że z połączeniem równoległym rośnie dolna pojemność minimalna całego układu przez co jest problem z uzyskaniem najwyższych częstotliwości a jeszcze trzeba uwzględnić, że generator powinien mieć lekki zapas na kończach zakresu (dla uwzględnienia tolerancji elementów, ich starzenia się).

    Zmniejszanie indukcyjności cewki co prawda podnosi minimalną pojemność układu warikapowego ale jednocześnie podwyższa pojemność konieczną do uzyskania dolnej częstotliwości zakresowej.

    Tu chyba będziesz musiał zrobić układ płynno-skokowy (z zachodzącymi zakresami regulacji). Najgorszy jest dół bo tam duże zmiany pojemności dają małe zmiany częstotliwości (odwrotnie jak na górze).
  • Helpful post
    #36
    User removed account
    Level 1  
  • #37
    kefear
    Level 10  
    Paweł Es. wrote:

    Przecieź tranzystor włączyłeś w układzie wtórnika źródłowego, który ma wzmocnienie napięciowe <1



    No wlasnie teraz sie zastanawiam czy ten uklad ma prawo sie wzbudzic i pracowac jako generator :/ Jesli chodzi o symulacje to dziala calkiem dobrze, ale nie wiem czemu skoro , przynajmniej teoretycznie, nie jest spelniony warunek amplitudy. Troche zmodyfikowalismy uklad i obecnie wyglada on tak jak w zalaczniku.

    Z gory dziekuje za pomoc i pozdrawiam
  • #38
    User removed account
    Level 1  
  • #39
    kefear
    Level 10  
    Hmmm, to jak wlasciwie bedzie wygladal warunek amplitudy w przypadku tego generatora ?
    Z tego co wiem, jesli chodzi o warunek amplitudy, stosunek kondensatorow C1 i C2 musi byc staly. Interesuje mnie co stanie sie jesli obwod przestroimy, czego efektem bedzie zmiana pojemnosci galezi z kondensatorem C2(poprzez zmiane pojemnosci warikapow polaczonych szeregowo z C2). Czy warunek amplitudy nadal bedzie spelniony ?

    Jesli popelnilem blad merytoryczny to przepraszam.
    Z gory dziekuje za oswiecenie mnie :)

    Pozdrawiam
  • Helpful post
    #40
    User removed account
    Level 1  
  • #41
    Dykus
    Level 27  
    No, wreszcie się "zmobilizowałem", by odpowiedzieć na ten post... ;)

    nemo07 wrote:
    To byl moj post, wiec nie mogles go usunac. Odnioslem sie do Twojego postu z 19 Maj 2007 12:22. Pobudka, harcerzu!

    Ja nie śpię. Zerknij wstecz i znajdź zdania które cytowałeś w moim poście (tym z 19.05.07 12:22)! Zmieniłem go (poprzednio nazwałem to usunięciem) ok. 40 minut po utworzeniu, więc albo odpisywałeś na niego cały dzień, albo odpisywałeś na coś, co leżało w cache-u Twojej przeglądarki. Ok?

    nemo07 wrote:
    Na pewno. A bierze sie to z transformacji Fouriera. Jako "harmoniczne" rozumiemy calkowite wielokrotnosci czestotliwosci podstawowej

    Cóż, ja sobie nie przypominam, by mnie uczono, aby zniekształcenie sinusoidy (okresowe - mamy sygnał okresowy) powodowało pojawienie się "dzwonu" wokół częstotliwości podstawowej. Nie wykluczam oczywiście tego. Dla mnie każdy układ nieliniowy można było opisać wielomianem n-tego stopnia, skąd "dzwony" się nie pojawiały. Stąd moje podejście.
    Nieraz liczyłem transfomatę Fouriera dla okresowych sygnałów niesinusoidalnych i powstawały tylko harmoniczne, bo nic innego powstać tam nie mogło (przy tych obliczeniach wynikiem jest widmo prążkowe). :)

    Czy mógłbyś podać jakieś przykładowe pozycje (dostępnej) literatury, gdzie jest opisane, jak to z powodu nieliniowości obwodu pojawia się "dzwon" wokół częstotliwości podstaowej, a nie tylko harmoniczne? Pytam, bo w tych, które przeszły przez moje ręce, to o ile dobrze pamiętam, nie wspominano nic o tym (były tylko harmoniczne).

    Pytanie dodatkowe - czy jeśli sygnał sinusoidalny podamy na obwód nieliniowy (np. dioda), to również oprócz harmonicznych pojawi się owy "dzwon"?

    nemo07 wrote:
    Niestety, o czym tam nie wspomniano, wykorzystuje sie diody pojemnosciowe z mozliwie starannie modelowanymi charakterystykami C = f(U) oraz w mozliwie liniowym zakresie (wzglednie z malymi amplitudami sygnalu). Ale takie detale naleza do firmowego know-how i niekoniecznie kazdy musi o tym wszystkim wiedziec, nieprawda? Schemat moze odslonic wiele, ale niekoniecznie kluczowe wlasciwosci ukladu. Pomysl chwilke...

    Zgadza się, ale tak czy inaczej dioda nieliniową ch-ykę C=f(U) będzie miała ("Excellent linearity" tylko w skali logarytmicznej, są dostępne dokumentacje użytych elementów), a małe amplitudy sygnału to duże szumy fazowe. ;) Jeśli dwie diody dają istotną poprawę sygnału, to myślę, że zdecydowaliby się na takie rozwiązanie. I oczywiście rozumiem, że krytyczny jest tu dobór wartości elementów, czego oczywiście na schemacie nie widać...

    Czy myślisz, że gdyby zbudować dwa identyczne generatory - jeden z pojedyńczą diodą, a drugi z podwójną, pracujące na tej samej częstotliwości, to można by zauważyć różnicę w szumach wąskopasmowych, czy kształcie "dzwonu" o którym rozmawiamy? W drugim przypadku będzie potrzebny oczywiście dodatkowy kondensator (napięcie polaryzujące takie same), zmienią się zakresy przestrajania, dobroci obwodu nieobciążonego (L takie same) pozostaną zbliżone i być może poziom sygnału będzie nieco się różnił...
  • #42
    User removed account
    Level 1  
  • #43
    Dykus
    Level 27  
    nemo07 wrote:
    (...) Mamy prosty dwojnik nieliniowy. Pobudzamy go sinusoidalnym zrodlem pradowym i chcemy znac odpowiedz napieciowa w domenie czestotliwosci. Prosciej chyba nie da sie sformulowac problemu.
    Jestem teraz ciekaw, jak bedze wygladal ten Twoj "wielomian n-tego stopnia" ... :D

    No, pfff... ciężko będzie. ;) Nieliniowe bywały charakterystyki I=f(U), a nie parametrów elementów. Z resztą - wiesz pewnie dobrze o czym pisze. Ok, jak będę w pobliżu biblioteki to wypożyczę coś na temat nieliniowych pojemności. Tylko i tak zapewne będzie tam analiza układu w stylu: wejście -> układ_nieliniowy -> wyjście, nie zaś generator z nieliniowym kondensatorem. Choć kto wie... ;) Mam nadzieję, że obwód LC zasilany sinusoidalnie będzie. :)

    nemo07 wrote:
    Transformacja Fouriera, jak to "przerabiales", niestety, niczego nie wnosi do tematu "szumy fazowe", gdyz klasyczne jej zastosowanie odnosi sie do analizy i syntezy harmonicznych sygnalow periodycznych.

    Zgadza się i tak też napisałem. Niestety, cały czas "szumy fazowe" generatora kojarzą mi się z pasożytniczą modulacją amplitudy i częstotliwości (fazy) spowodowaną szumami elementów aktywnych i pasywnych, drganiami, zmianami temperatury, nie zaś z nieliniowym kondensatorem. :)

    nemo07 wrote:
    A Ty chcialbys to wszystko lyknac na bazie "wykladow z teorii obwodow", gdzie na tematy jak te i spokrewnione "Cie nie uczono".

    To nie tak. Wiem, że o szumach fazowych na teorii obwodów nie uczą, a samo pojęcie pojawia się tylko gdzieś przy układzie PLL. Sam czytałem nieco o szumach fazowych i niektórych zasad projektowania układów po tym kątem. Nie będę projektował niskoszumnych generatorów i zapewne siedzenie godzinami na książkami by zagłębić ten temat na niewiele mi się przyda (w praktyce), choć kto wie. Chciałem się tylko zorientować co do skali problemu - jak taka zamiana diod poprawia parametry, co chyba prędzej przyda mi się przy budowaniu generatorów. Niestety, jak dotąd nie otrzymałem od Was takiej odpowiedzi. Stąd też w ostatnim poście zadałem dwa kluczowe pytania, na które chyba nie dałeś rady odpowiedzieć - zwłaszcza to o zbudowaniu dwóch generatorów. W ramach godzin spędzonych w bilibotece, wolałbym zbudować te generatory... ;)

    Skoro piszesz jednak, że taki obwód LC z diodą pojemnościową wprowadzi "dzwon", to nie pozostaje nic innego jak zbudować dwa takie obwody i porównać wyniki. Jak rozumiem mają być dostrojone do częstotliwości sygnału. Czy tak? Są jeszcze szczegóły, o których nie wiem? Jaka amplituda sygnału? Obwód LC wpięty pomiędzy tłumikami (o niewielkim tłumieniu, dla poprawy dopasowania, przynajmniej jeden), niestety będzie mocno obciążony (50 Ohm). Pytanie tylko, czy np. większego znaczenia nie będzie miał szum spowodowany np. prądami upływnościowymi... :/
  • #44
    User removed account
    Level 1  
  • #45
    Dykus
    Level 27  
    nemo07 wrote:
    I = U/Xc = U^2/(2*k*Π*f) i to jest Twoja charakterystyka I=f(U) (...) Nie da sie jednak nie zauwazyc, ze takie niuanse wykraczaja poza spektrum Twoich medytacji w temacie.

    Niestety, ale nawet takiej analizy nie robiłem. Nie dlatego, że mi się nie chciało, ale po prostu brak czasu (pomijam porę). Tu pewnie znów poczytam o mojej niewiedzy, że Ci to zajęło kilka sekund, itp. Chwilkę zastanawiałem się tylko nas przebiegiem napięcia. Pisałem - że zajrzę do biblioteki - wtedy będę nad problemem myślał. Nie zadawałem tu pytania, sam postanowiłeś odpowiedzieć.

    nemo07 wrote:
    (...) I co mamy w spektrum Fouriera? I gdzie Twoje harmoniczne? Nie znajdziesz w spektrum nawet fundamentalnej (100MHz). Dzwoni gdzies?

    Dzwoni, dzwoni... :)

    nemo07 wrote:
    Mysle, ze czas spedzony na cwiczeniu samodzielnego myslenia bylby najlepsza inwestycja. Pozniej czas w biblioteca, a potem dopiero budowac i sprawdzac ...

    Niewykluczone, mam jednak jeszcze okazję skorzystać ze sprzętu i chciałbym to wykorzystać. Do biblioteki mogę pójść zawsze.

    nemo07 wrote:
    Jest ZBYT DUZO szczegolow, o ktorych nie wiesz.

    Nie zaprzeczam, dlatego myślałem, że w budowie generatora pomożesz. Tu nie proszę byś tłumaczył "dlaczego", tylko "jak". Mogę stworzyć dwa schematy (wg mnie gotowe do pomiarów), opisać je, podpowiesz co jest źle, a co należałoby zmienić. Nie już, nie teraz, bo to też pewnie troszkę czasu mi zajamie, a tego mam mało (chociaż by wykonać najprostsze pomiary). Ok?

    nemo07 wrote:
    I nigdzie nie pisalem że: >>taki obwód LC z diodą pojemnościową wprowadzi "dzwon"<<. Czytaj uwazniej i ze zrozumieniem, zanim komentujesz.

    Oczywiście, bo w ogóle to pytanie usunąłeś ze swojego postu. Ale wystarczy poczytać tekst cytowany - pytałem, czy na pewno pojawia się coś wokół częstotliwości podstawowej, Ty napisałeś że tak i napisałeś, że bierze się to z transformaty Fouriera, na co ja odpowiedziałem, że mnie tego nie uczono i Ty podałeś ten przykład (to tak w skrócie, bo jest bez sensu by się nad tym rozwodzić) - stąd mój wniosek. Będzie zmieniać się pojemność obwodu (w zależności od napięcia), a to spowoduje zmianę fazy i w konsekwencji zmianę częstotliwości. Pomyślę jeszcze nad tym... :)

    nemo07 wrote:
    Koncze te dyskusje, bo przypomina "gluchy telefon".

    Cóż, szkoda. W takim razie dziękuję za każdą pomoc. Szkoda, że nie pomożesz w praktyce...

    Szkoda jednak, że nie odpowiedzieliście na pytanie o konkretne wartości tego wpływu. Zapewne to pytanie było niewygodne (brak takich informacji), albo po prostu nie chcecie się tą informacją podzielić. Teoria teorią, ale praktykę też chciałbym poznać. :) Jak gdzieś w książce przeczytałem (piszę z głowy): "Jeśli nie potrafisz danego problemu opisać liczbami to znaczy, że Twoja wiedzia w tym temacie jest niewystarczająca". ;)
  • #46
    kefear
    Level 10  
    Dziekuje wszytkim, ktorzy poswiecili swoj cenny czas , za okazana pomoc. Generator dziala. Cudem techniki na pewno nie jest , ale jakos udalo mi sie to cus , przy Waszym duzym udziale, sklecic :)

    Pozdrawiam cale Forum elektroda.pl